1790 yılında titanyumun keşfinden bu yana, insanlar bir asırdan fazla bir süredir titanyumun olağanüstü özelliklerini araştırıyor. 1910 yılında titanyum metali ilk kez üretildi, ancak titanyum alaşımlarını kullanmaya yönelik yolculuk uzun ve zorluydu. Endüstriyel üretimin gerçeğe dönüşmesi ancak 1951 yılında gerçekleşti.
Titanyum alaşımları yüksek özgül mukavemetleri, korozyon direnci, yüksek sıcaklık direnci ve yorulma direnciyle bilinir. Aynı hacimdeki çeliğin yalnızca %60'ı kadar ağırlığa sahip olmalarına rağmen alaşımlı çelikten daha güçlüdürler. Bu mükemmel özellikleri nedeniyle titanyum alaşımları havacılık, uzay, enerji üretimi, nükleer enerji, nakliye, kimyasallar ve tıbbi ekipman dahil olmak üzere çeşitli alanlarda giderek daha fazla kullanılmaktadır.
Titanyum alaşımlarının işlenmesinin zor olmasının nedenleri
Titanyum alaşımlarının dört ana özelliği (düşük ısı iletkenliği, belirgin iş sertleşmesi, kesici takımlara yüksek ilgi ve sınırlı plastik deformasyon) bu malzemelerin işlenmesinin zor olmasının temel nedenleridir. Kesme performansları, kesilmesi kolay çeliğin yalnızca %20'si kadardır.
Düşük ısı iletkenliği
Titanyum alaşımları, 45# çeliğin yalnızca %16'sı kadar bir termal iletkenliğe sahiptir. İşleme sırasında ısıyı uzaklaştırma konusundaki bu sınırlı yetenek, kesme kenarındaki sıcaklıkta önemli bir artışa yol açar; Aslında işleme sırasındaki uç sıcaklığı 45# çeliğinkini %100'den fazla aşabilir. Bu yüksek sıcaklık, kesici takımda kolayca yaygın aşınmaya neden olur.
Şiddetli iş sertleşmesi
Titanyum alaşımı, paslanmaz çeliğe kıyasla daha belirgin bir yüzey sertleştirme katmanıyla sonuçlanan önemli bir iş sertleştirme fenomeni sergiler. Bu, takım aşınmasının artması gibi sonraki işlemlerde zorluklara yol açabilir.
Kesici takımlarla yüksek afinite
Titanyum içeren semente karbür ile güçlü yapışma.
Küçük plastik deformasyon
45 çeliğin elastik modülü yaklaşık olarak yarı yarıya olup, önemli düzeyde elastik toparlanmaya ve şiddetli sürtünmeye yol açar. Ek olarak iş parçası kelepçeleme deformasyonuna karşı hassastır.
Titanyum alaşımlarının işlenmesi için teknolojik ipuçları
Titanyum alaşımlarına yönelik işleme mekanizmalarına ilişkin anlayışımıza ve önceki deneyimlerimize dayanarak, bu malzemelerin işlenmesine yönelik temel teknolojik öneriler aşağıda verilmiştir:
- Kesme kuvvetlerini en aza indirmek, kesme ısısını azaltmak ve iş parçasının deformasyonunu azaltmak için pozitif açılı geometriye sahip bıçaklar kullanın.
- İş parçasının sertleşmesini önlemek için sabit ilerleme hızını koruyun. Kesme işlemi sırasında takım her zaman beslemede olmalıdır. Frezeleme için radyal kesme derinliği (ae), takım yarıçapının %30'u kadar olmalıdır.
- İşleme sırasında termal kararlılığı sağlamak, yüzey bozulmasını ve aşırı sıcaklıklardan kaynaklanan takım hasarını önlemek için yüksek basınçlı ve yüksek akışlı kesme sıvıları kullanın.
- Bıçağın kenarını keskin tutun. Körelmiş takımlar ısı birikmesine ve aşınmanın artmasına neden olabilir, bu da takımın arızalanma riskini önemli ölçüde artırır.
- Titanyum alaşımlarını mümkün olduğunca en yumuşak haliyle işleyin.CNC işleme işlemeIsıl işlem malzemenin mukavemetini arttırdığı ve bıçak aşınmasını hızlandırdığı için sertleştikten sonra daha zor hale gelir.
- Bıçağın temas alanını maksimuma çıkarmak için kesim yaparken geniş bir uç yarıçapı veya pah kullanın. Bu strateji, her noktada kesme kuvvetlerini ve ısıyı azaltarak yerel kırılmanın önlenmesine yardımcı olabilir. Titanyum alaşımlarını frezelerken takım ömrü üzerinde en önemli etkiye kesme hızı sahiptir ve bunu radyal kesme derinliği takip eder.
Bıçakla başlayarak titanyum işleme sorunlarını çözün.
Titanyum alaşımlarının işlenmesi sırasında bıçak kanalının aşınması, kesme derinliği yönünü takip ederek bıçağın arka ve ön kısmında meydana gelen lokal aşınmadır. Bu aşınmaya genellikle önceki işleme proseslerinden kalan sertleşmiş bir katman neden olur. Ayrıca, 800°C'yi aşan işleme sıcaklıklarında, takım ile iş parçası malzemesi arasındaki kimyasal reaksiyonlar ve difüzyon, kanal aşınmasının oluşumuna katkıda bulunur.
İşleme sırasında, yüksek basınç ve sıcaklık nedeniyle iş parçasından gelen titanyum molekülleri bıçağın önünde birikerek kenar talaşı olarak bilinen bir olguya yol açabilir. Bu biriken kenar bıçaktan ayrıldığında bıçak üzerindeki karbür kaplamayı kaldırabilir. Sonuç olarak titanyum alaşımlarının işlenmesi, özel bıçak malzemelerinin ve geometrilerinin kullanılmasını gerektirir.
Titanyum işlemeye uygun takım yapısı
Titanyum alaşımlarının işlenmesi öncelikle ısının yönetilmesi etrafında döner. Isıyı etkili bir şekilde dağıtmak için önemli miktarda yüksek basınçlı kesme sıvısının kesme kenarına doğru ve hızlı bir şekilde uygulanması gerekir. Ek olarak, özellikle titanyum alaşımı işlemeye uygun özel frezeleme tasarımları da mevcuttur.
Özel işleme yönteminden başlayarak
Tornalama
Titanyum alaşımlı ürünler tornalama sırasında iyi yüzey pürüzlülüğü elde edebilir ve iş sertleşmesi şiddetli değildir. Ancak kesme sıcaklığının yüksek olması takımın hızlı aşınmasına neden olur. Bu özellikleri ele almak için öncelikle takımlar ve kesme parametreleriyle ilgili aşağıdaki önlemlere odaklanıyoruz:
Alet Malzemeleri:Fabrikanın mevcut koşullarına göre YG6, YG8 ve YG10HT takım malzemeleri seçilmiştir.
Takım geometrisi parametreleri:uygun takım ön ve arka açıları, araç ipucu yuvarlama.
Dış daireyi döndürürken düşük kesme hızını, orta ilerleme hızını, daha derin kesme derinliğini ve yeterli soğutmayı korumak önemlidir. Aletin ucu iş parçasının merkezinden daha yüksekte olmamalıdır, aksi takdirde bu durum parçanın sıkışmasına neden olabilir. Ek olarak, ince duvarlı parçaların ince işlenmesi ve tornalanması sırasında takımın ana sapma açısı genellikle 75 ila 90 derece arasında olmalıdır.
Frezeleme
Titanyum alaşımlı ürünlerin frezelenmesi tornalamaya göre daha zordur çünkü frezeleme aralıklı kesmedir ve talaşların bıçağa yapışması kolaydır. Yapışkan dişler iş parçasını tekrar kestiğinde, yapışkan talaşlar kırılır ve takım malzemesinin küçük bir parçası alınır, bu da talaş oluşmasına neden olur ve bu da takımın dayanıklılığını büyük ölçüde azaltır.
Frezeleme yöntemi:genellikle aşağı frezelemeyi kullanın.
Alet malzemesi:yüksek hız çeliği M42.
Aşağı frezeleme genellikle alaşımlı çeliğin işlenmesi için kullanılmaz. Bunun temel nedeni, takım tezgahının kurşun vidası ile somun arasındaki boşluğun etkisidir. Aşağı frezeleme sırasında frezeleme takımı iş parçasına geçtiğinde, ilerleme yönündeki bileşen kuvveti ilerleme yönü ile aynı hizaya gelir. Bu hizalama, iş parçası tablasının aralıklı olarak hareket etmesine yol açarak aletin kırılma riskini artırabilir.
Ek olarak aşağı frezelemede kesici dişler kesici kenarda sert bir tabakayla karşılaşır ve bu da takımın hasar görmesine neden olabilir. Ters frezelemede talaşlar inceden kalına doğru geçiş yaparak ilk kesme aşamasını takım ile iş parçası arasındaki kuru sürtünmeye yatkın hale getirir. Bu, takımın talaş yapışmasını ve talaşlanmasını arttırabilir.
Titanyum alaşımlarının daha düzgün frezelenmesi için çeşitli hususların dikkate alınması gerekir: standart frezeleme takımlarına kıyasla ön açının azaltılması ve arka açının arttırılması. Kürek dişli frezeleme takımlarından kaçınırken daha düşük frezeleme hızlarının kullanılması ve keskin dişli frezeleme takımlarının tercih edilmesi tavsiye edilir.
Dokunarak
Titanyum alaşımlı ürünlere kılavuz çekilirken küçük talaşlar bıçağa ve iş parçasına kolaylıkla yapışabilir. Bu, yüzey pürüzlülüğünün ve torkun artmasına neden olur. Muslukların yanlış seçilmesi ve kullanılması iş parçasının sertleşmesine, çok düşük işleme verimliliğine ve zaman zaman musluğun kırılmasına neden olabilir.
Dokunmayı optimize etmek için, yerinde tek iş parçacığı atlanan dokunma kullanımına öncelik verilmesi önerilir. Musluktaki diş sayısı standart bir musluktan daha az, genellikle 2 ila 3 diş civarında olmalıdır. Konik bölümün genellikle 3 ila 4 diş uzunluğunu ölçtüğü daha büyük bir kesme koniklik açısı tercih edilir. Talaş kaldırmaya yardımcı olmak için kesme koniği üzerine negatif bir eğim açısı da taşlanabilir. Daha kısa kılavuzların kullanılması konikliğin sağlamlığını artırabilir. Ek olarak, konik ile iş parçası arasındaki sürtünmeyi azaltmak için ters koniğin standarttan biraz daha büyük olması gerekir.
Raybalama
Titanyum alaşımını raybalarken takım aşınması genellikle şiddetli değildir, bu da hem karbür hem de yüksek hız çeliği raybaların kullanımına olanak sağlar. Karbür raybaları kullanırken, raybanın talaşlanmasını önlemek için delmede kullanılana benzer şekilde proses sisteminin sertliğini sağlamak önemlidir.
Titanyum alaşımlı delikleri raybalamadaki asıl zorluk pürüzsüz bir yüzey elde etmektir. Bıçağın delik duvarına yapışmasını önlemek için, rayba bıçağının genişliği bir yağ taşı kullanılarak dikkatli bir şekilde daraltılmalı ve yine de yeterli güç sağlanmalıdır. Tipik olarak bıçağın genişliği 0,1 mm ile 0,15 mm arasında olmalıdır.
Kesici kenar ile kalibrasyon bölümü arasındaki geçiş düzgün bir yay özelliğine sahip olmalıdır. Aşınma meydana geldikten sonra her dişin ark boyutunun tutarlı kalmasını sağlamak için düzenli bakım gereklidir. Gerektiğinde daha iyi performans için kalibrasyon bölümü genişletilebilir.
Sondaj
Titanyum alaşımlarının delinmesi, genellikle matkap uçlarının işleme sırasında yanmasına veya kırılmasına neden olan önemli zorluklar sunar. Bunun temel nedeni uygun olmayan matkap ucu taşlaması, yetersiz talaş kaldırma, yetersiz soğutma ve zayıf sistem sertliği gibi sorunlardan kaynaklanmaktadır.
Titanyum alaşımlarını etkili bir şekilde delmek için aşağıdaki faktörlere odaklanmak önemlidir: matkap ucunun düzgün şekilde taşlanmasını sağlayın, daha büyük bir üst açı kullanın, dış kenarın ön açısını azaltın, dış kenarın arka açısını artırın ve arka konikliği eşit olacak şekilde ayarlayın. Standart bir matkap ucunun 2 ila 3 katı. Talaşların şeklini ve rengini izlerken aynı zamanda talaşları hemen çıkarmak için aleti sık sık geri çekmek önemlidir. Talaşların tüylü görünmesi veya delme sırasında renklerinin değişmesi, matkap ucunun köreldiğini ve değiştirilmesi veya keskinleştirilmesi gerektiğini gösterir.
Ek olarak, kılavuz bıçak işleme yüzeyine yakın olacak şekilde matkap tezgahının çalışma tezgahına güvenli bir şekilde sabitlenmesi gerekir. Mümkün olduğunda kısa bir matkap ucu kullanılması tavsiye edilir. Manuel besleme kullanıldığında, matkap ucunun delik içinde ilerletilmemesine veya geri çekilmemesine dikkat edilmelidir. Bunu yapmak matkap bıçağının işleme yüzeyine sürtünmesine neden olabilir, bu da iş parçasının sertleşmesine ve matkap ucunun körelmesine yol açabilir.
Bileme
Taşlama sırasında karşılaşılan genel sorunlarCNC titanyum alaşımlı parçalarparçalar üzerinde sıkışmış talaşlar ve yüzey yanıkları nedeniyle taşlama çarkının tıkanmasını içerir. Bunun nedeni, titanyum alaşımlarının termal iletkenliğinin zayıf olması ve bunun da taşlama bölgesinde yüksek sıcaklıklara yol açmasıdır. Bu da titanyum alaşımı ile aşındırıcı malzeme arasında bağlanmaya, difüzyona ve güçlü kimyasal reaksiyonlara neden olur.
Yapışkan talaşların ve tıkanmış taşlama taşlarının varlığı taşlama oranını önemli ölçüde azaltır. Ek olarak, difüzyon ve kimyasal reaksiyonlar iş parçasında yüzey yanıklarına neden olabilir ve sonuçta parçanın yorulma mukavemeti azalır. Bu sorun özellikle titanyum alaşımlı dökümlerin taşlanmasında belirgindir.
Bu sorunu çözmek için alınan önlemler şunlardır:
Uygun taşlama taşı malzemesini seçin: yeşil silisyum karbür TL. Biraz daha düşük taşlama taşı sertliği: ZR1.
Titanyum alaşımlı malzemelerin kesilmesi, genel işleme verimliliğini artırmak için takım malzemeleri, kesme sıvıları ve işleme parametreleri aracılığıyla kontrol edilmelidir.
Daha fazla bilgi edinmek veya soruşturma yapmak istiyorsanız, lütfen iletişime geçmekten çekinmeyininfo@anebon.com
Sıcak Satış: Çin'de Üreten FabrikaCNC torna bileşenlerive Küçük CNCFrezeleme bileşenleri.
Anebon uluslararası pazarda büyümeye odaklanmış olup Avrupa ülkeleri, ABD, Orta Doğu ve Afrika'da güçlü bir müşteri tabanı oluşturmuştur. Şirket, kaliteyi temel olarak ön planda tutmakta ve tüm müşterilerin ihtiyaçlarını karşılayacak mükemmel hizmeti garanti etmektedir.
Gönderim zamanı: 29 Ekim 2024